deSignale

Zum Abschluss der olympischen Spiele möchte ich noch eine mathematische Nachlese betreiben. Es geht um den inoffiziellen Medaillenspiegel. Die Rangfolge wird dadurch festgelegt, dass man als erstes die Goldmedaillen zählt und entsprechend sortiert, dann - bei gleicher Anzahl Goldmedaillen - wird die Anzahl der Silbermedaillen verglichen und entsprechend sortiert und als letztes werden in analoger Weise die Bronzemedaillen herangezogen.

Hier die ersten 15 Nationen eines solchen weitverbreiteten Medaillenspiegels

1. USA (Gold 46;Silber 29; Bronze 29)
2. China (38;27;23)
3. Großbritannien (29;17;19)
4. Russland (24;26;32)
5. Südkorea (13;8;7)
6. Deutschland (11;19;14)
7. Frankreich (11;11;12)
8. Italien (8;9;11)
9. Ungarn (8;4;5)
10. Australien (7;16;12)
11. Japan (7;14;17)
12. Kasachstan (7;1;5)
13. Niederlande (6;6;8)
14. Ukraine (6;5;9)
15. Neuseeland (6;2;5)

Nun gibt es dagegen auch den Vorschlag nur die Gesamtzahl aller Medaillen zu berücksichtigen. Zwischen Gold, Silber und Bronze würde dann nicht mehr unterschieden. Dies riecht mir zur sehr nach Gleichmacherei und wäre auch Leistungsfeindlich. Dennoch halte ich die verbreitete Reihung im Medaillenspiegel für ungerecht. Ein Beispiel soll das verdeutlichen:

Auf Platz 12 findet sich Kasachstan mit 7 Goldmedaillen, 1 Silbermedaille und 5 Bronzemedaillen, während die Niederlande mit 6 Goldmedaillen klar hinter Kasachstan plaziert wurde, eben weil sie eine Goldmedaille weniger haben. Aber spiegelt das wirklich die sportliche Leistung des niederländischen Teams wider? Ich denke nicht, denn bei den Silbermedaillen liegen sie sehr deutlich vor Kasachstan und auch bei den Bronzemedaillen haben sie die Nase vorn. Wieviel Silbermedaillen wiegt nun eine Goldmedaille auf?

Ich halte eine Gewichtungsfunktion für erforderlich, die für die Rangermittlung am Ende nur einen Wert für die Gesamtleistung eines nationalen Olympiateams angibt.

Um die unterschiedlichen Medaillenränge zu berücksichtigen, muss man diese auch unterschiedlich bewerten. So liegt es nahe jede Goldmedaille mit 3 Punkten, jede Silbermedaille mit 2 Punkten und jede Bronzemedaille mit 1 Punkt zu bewerten. Das ergibt dann:

1. USA 3*46+2*29+29 =138+58+29=225
2. China 3*38+2*27+23=114+54+23=191
3. Russland 3*24+2*26+32=72+52+32=156
4. Großbritannien 3*29+2*17+19=87+34+19=140
5. Deutschland 3*11+2*19+14=33+38+14=85
6. Frankreich 3*11+2*11+12=33+22+12=67
7. Japan 3*7+2*14+17=21+28+17=66
8. Australien 3*7+2*16+12=21+32+12=65
9. Südkorea 3*13+2*8+7=39+16+7=62
10. Italien 3*8+2*9+11=24+18+11=53
11. Niederlande 3*6+2*6+8=18+12+8=38
12. Ungarn 3*8+2*4+5=24+8+5=37
12. Ukraine 3*6+2*5+9=18+10+9=37
14. Kasachstan 3*7+2*1+5=21+2+5=28
15. Neuseeland 3*6+2*2+5=18+4+5=27

Man sieht schon einige Verschiebungen. Noch genauer und gerechter könnte die Bewertung aussehen, wenn man die Bevölkerungsanzahl der jeweiligen Nation berücksichtigt. Je größer eine Bevölkerung ist, desto größer auch der zu Verfügung stehende Talentepool, was ein Vorteil für die jeweilige Nation ist. Dies müsste man entsprechend berücksichtigen und dann würde die Rangfolge noch viel deutlicher verändert werden. Aber das soll dem Leser/ der Leserin vorbehalten sein.

Neues von Dr. Michael König.
Sein Vortrag an der TU Braunschweig:


Burnout aus quantenmechanischer Sicht


Der Titel verleitet zu einer falschen Erwartung. In erster Linie geht es um die Biophotonenforschung und ihre neuesten Ergebnisse sowie die daraus ableitbaren diagnostischen Verfahren, nicht nur bezogen auf den Burnout. Alles sehr spannend.

In einem Magneten konnte nun ein analoger Fall zum Higgs-Mechanismus für Elementarteilchen beobachtet werden: Monopole, die keine Masse besitzen, konnten sich bei einer sehr tiefen Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt plötzlich ausrichten. Dies war nur dadurch möglich, dass diesen Monopole eine Masse zugewiesen wurde entdprechend dem Higgs-Mechanismus. Dazu ein Artikel auf pro physik.

In vielen Artikeln über Curiosity wird immer wieder betont, dass der neue Mars-Rover Curiosity selbst nicht wird Leben nachweisen können. Für sich genommen ist das auch richtig, denn Curiosity kann höchstens organische Moleküle, insbesondere Kohlenstoff, und das einstige oder aktuelle Vorhandensein von Wasser nachweisen. Dies wäre zwar alles sehr gute Indizien für eventuelles Leben einst und heut, aber eben kein eigenständiger Nachweis für mikrobielle Marsianer.

Doch das ist nur die halbe Wahrheit. Denn mit genau diesen Indizien lässt sich ein experimentelles Bild der Viking-Mission aus dem Jahre 1976 vervollständigen, dass damals zwar nicht ausreichte, um Leben sicher nachzuweisen, aber mit den dann eventuell gefundenen Indizien durch Curiosity ein klares Ergbnis für Leben liefern kann. Wie das zusammenhängt beschreibt New Scientist im Artikel Curiosity might prove weve already found life on mars.

Daraus:

If MSL's rover Curiosity finds carbon-based molecules in the Martian soil, Levin - who led the "labelled release" experiment on NASA's 1976 Viking mission - will demand that his refuted discovery of life on Mars is reinstated...

The experiment mixed Martian soil with a nutrient containing radioactive carbon. The idea was simple: if bacteria were present in the soil, and metabolised the nutrient, they would emit some of the digested molecules as carbon dioxide. The experiment did indeed find that carbon dioxide was released from the soil, and that it contained radioactive carbon atoms...

Levin's team went out and bought champagne. He even took a congratulatory phone call from Carl Sagan. However, the party was ruined by a sister experiment. Viking's Gas Chromatograph Mass Spectrometer (GCMS) was looking for carbon-based molecules and found none. NASA chiefs said that life couldn't exist without these organic molecules, and declared Levin's result moot. "NASA powers that be concluded that the lack of organics trumped the positive labelled release experiment," says Robert Hazen, a geophysical scientist at the Carnegie Institution for Science in Washington DC.
Since then, some of the GCMS team have admitted that their experiment was not sensitive enough to detect organic molecules even in terrestrial soils known to contain microbes.

That is why Levin wants a reanalysis of his original data if Curiosity finds organic molecules. "I'm very confident that MSL will find the organics and possibly that the cameras will even see something," he says. Taken with his 36-year-old results, that would constitute a discovery of life on Mars, Levin says.
It's not a crank claim, says Hazen. "Levin's experiment showed a surprising and as yet not well explained effect that, at least prior to the Viking mission, the experts said would indicate microbial metabolism. If you can't explain that through an obvious inorganic process, then it follows that microbial life is a real possibility."


Update: Dr. Gil Levins Homepage. Interessante peer reviewed Abhandlungen im Mars Research Bereich seiner Seite. Dort beschreibt er auch Mars-Steine, auf denen seltsame grün-gepunktete Verfärbungen zu sehen sind. Deswegen verweist Dr. Levin auch auf die bevorstehenden Detailaufnahmen Curiositys. Es wird spannend!

Update 2: Hier auf deutsch noch mehr Aspekte und warum ich nun tatsächlich denke, dass Curiosity - bei entsprechenden Messergebnissen - die Viking-Ergebnisse eindeutig auf Lebensspuren bestätigen könnte: Technical Review auf heise.de: Löst Curiosity das Rätsel um alte Viking-Daten?:

Das Labeled-Release-Experiment (LR) von Levin setzte eine wässrige Lösung aus organischen Molekülen ein, die das radioative Kohlenstoff-Isotop C-14 enthielt. Die Idee: Beträufelt man eine Bodenprobe mit der Lösung, würden eventuell vorhandene Mikroorganismen sie in ihrem Stoffwechsel verarbeiten – vorausgesetzt natürlich, dass ihre Biologie der irdischen gleicht. Die C-14-Atome könnten dann in den Gasprodukten des Stoffwechsels anhand ihrer Strahlung nachgewiesen werden. In einem zweiten Durchgang wurde die Bodenprobe auf 500 Grad Celsius erhitzt, um sie zu sterilisieren. Danach dürften auf keinen Fall C-14-Atome in der Atmosphäre der Versuchskammer nachzuweisen sein. Beides geschah. Nicht nur Levin war deshalb überzeugt, dass die Resultate mit Lebensformen zu erklären seien.

Die Interpretation geriet ins Wanken, als das teuerste Gerät an Bord der Viking-Sonden, der Gas-Chromatograph-Massenspektrometer (GCMS), keine Lebenszeichen finden konnte. "Der GCMS nahm die Rolle des Gerichts ein", schreiben Schulze-Makuch und Darling. Die NASA folgte schließlich dem Urteil des Apparats. Und das offizielle Ergebnis lautete fortan: Wir haben nichts gefunden.

Dabei war die LR-Anordnung eine Million Mal empfindlicher als der GCMS - was auch dessen Konstrukteure anerkannten. Nicht unerheblich für das finale Urteil dürfte laut Schulze-Makuch und Darling wohl gewesen sein, dass der Ingenieur Levin ein Quereinsteiger im Viking-Team war. Die Gruppe hinter dem GCMS wären hingegen"career academics", die mit einem vorschnellen positiven Befund ihre Laufbahn gefährdet sahen.

Die Defizite des GCMS wurden erst viel später bestätigt. Dabei stellte sich auch heraus, dass die damaligen Kontrollexperimente mit dem Equipment in der Atacama-Wüste und in der Antarktis - zwei Gegenden, deren Lebensfeindlichkeit den Marsverhältnissen am nächsten kommen – nicht aussagekräftig waren. Das GCMS hatte dort nämlich keine Anzeichen von Leben gefunden. Heute weiß man, dass auch diese Böden voller Mikroben sind.

Das SAM-Modul im Mars-Rover Curiosity ist nun technisch viel weiter entwickelt als die damaligen Geräte. Es enthält einen Quadrupol-Massenspektrometer (QMS), einen Gaschromatographen (GC) und einen einstellbaren Laserspektrometer (TLS). Alle drei Instrumente werden zuvor erhitzte Bodenproben auf ausgedünstete organische Bestandteile untersuchen, unter anderem auf Kohlenstoff-Isotopen-Verhältnisse (mit dem TLS, dessen Empfindlichkeit 2 parts per billion beträgt) und auf Aminosäuren. Gilbert Levin erhofft sich zudem, dass der Mars Hand Lens Imager an Bord von Curiosity hochauflösende Bilder von farbigen Gesteinsflecken machen kann, die er als Indiz für mögliche flechtenartige Gewächse sieht.

In Nature Physics erscheint ein Artikel zu einer Entdeckung von Forschern der Uni Wien über den Nachweis von Quantenkorrelationen im sogenannten Discord, wie pro physik: Fern-Herstellung von Quantenzuständen auch ohne Verschränkung möglich berichtet.

Dies ist sehr wichtig, denn es braucht keine Qunatenverschränkung damit Quanten miteinander korreliert sind, also über Distanzen eine Art gemeinsames System bilden.

So heißt es im Bericht:

Mit Hilfe von quantenmechanisch präparierten Photonenpaaren haben die Forscher die Fern-Herstellung von Quantenzuständen untersucht. „Durch die Messung des Polarisationszustandes eines Photons können wir den Zustand des dazugehörigen Partnerphotons fern-herstellen“, erklärt Walther. „Im Experiment haben wir beobachtet, wie sich das Variieren des Quanten-Discords auf die Qualität unseres fern-hergestellten Zustands auswirkt.“ Dabei konnte das Forschungsteam demonstrieren, dass die Fern-Herstellung von Quantenzuständen sogar ohne Verschränkung möglich ist, sofern im System Quanten-Discord vorliegt. Diese Erkenntnis ist für die Entwicklung von zukünftigen Quantentechnologien vielversprechend: In Zukunft könnten nicht verschränkte robustere Quantensysteme als Ressource herangezogen werden, was den Zugang zur Quantentechnik erheblich erleichtern würde.



Anmerkung: Diese Entdeckung halte ich nicht nur im technischen, sondern gerade auch für den biologischen Bereich für enorm wichtig, denn die Einwände, die immer wieder kommen, dass in biologischen Systemen die Quantenverschränkung keine Rolle spielen könne, da Verschränkung schnell kollabiert, - obwohl es selbst hier in Pflanzen bei der Photosynthese Anzeichen für Verschränkung gibt - zieht nun nicht mehr, da diese für Korrelationen auf Quantenebene nicht mehr nötig ist, sondern auch robustere Korrelationen unterhalb der Verschränkung möglich und nutzbar sind.

Seit einiger Zeit schließe ich aus der Komplexen Relativitätstheorie, dass Quanten auch ohne Verschränkung ihre Zustände korrelieren können müssen und nun erfahre ich: Seit Jahren ist man schon einem solchen Phänomen auf der Spur.

Wie ich heute früh live verfolgen konnte, ist Curiosity sicher auf dem Mars gelandet. Nun muss noch geschecked werden, ob wirklich alle Systeme einsatzbereit sind und der Rover auch fahren kann.

Siehe raumfahrer.net

Und nun der eigentliche Grund für die letzten beiden Vorträge. Ahnt schon jemand, worauf ich hinaus will?

Wieder aus einem bestimmten Grund, nun dieser Vortrag zur binomische Formel:

Aus einem bestimmten Grund möchte ich diesen sehr guten Vortrag über den Satz des Pythagoras dem Leser anbieten: